JPH0655941B2 - 冷 媒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍機の動作流体、いわゆる冷媒に関する。

従来技術とその問題点 従来、冷媒としては、クロロフルオロ炭化水素、フルオ
ロ炭化水素、これらの共沸組成物並びにその近辺の組成
の組成物が知られている。これらは、フロン又はフロン
系冷媒と称され、現在ジクロロジフルオロメタン（以下
フロン−１２という）、クロロジフルオロメタン（以下
フロン−２２という）等が主に使用されてい。しかしな
がら、近辺、大気中に放出された場合ある種のフロンが
成層圏のオゾン層を破壊し、その結果、人類を含む地球
上の生態系に増大な悪影響を及ぼすことが指摘されてい
る。このような指摘は、未だ科学的に実証されていると
は言い難いが、趨勢としては、オゾン層破壊の可能性の
高いフロンについては、国際的な取り決めにより、使用
及び生産を統制する方向にある。統制の対象となるフロ
ンの一種にフロン−１２がある。冷凍・空調設備の普及
に伴い、需要が毎年増大しているフロンの使用及び生産
の統制は、居住環境を始めとして、現在の社会機構全般
に与える影響が大きい。従って、冷凍性能、特に成績係
数に優れた冷媒の開発が緊急の課題となっている。オゾ
ン層を破壊するおそれがないフロンとして、ペンタフル
オロエタン（フロン−１２５）が考えられるが、これ
は、成績係数が低いのが欠点である。

ここに、成績係数とは、冷凍能力／圧縮仕事の比で示さ
れるものである。冷凍能力は、被冷却体が奪われる単位
時間当たりの熱量であり、圧縮仕事は、単位時間当たり
の冷凍機運転のための動力の仕事量であるから、成績係
数は、冷媒の効率に相当するものである。

問題点を解決するための手段 本発明者は、成績係数に優れ、且つ大気中に放出された
場合にもオゾン層に及ぼす影響が小さい新たな冷媒を得
るべく、種々研究を重ねてきた。その結果、フロン−１
２５に特定のフロン化合物を配合する場合には、フロン
−１２５よりも優れた成績係数を発揮することを見出し
た。

すなわち、本発明は、(1)ペンタフルオロエタンと(2)ク
ロロテトラフルオロエタン、テトラフルオロエタン、１
−クロロ−１，１−ジフルオロエタン及び１，１−ジフ
ルオロエタンからなる群から選ばれた少くとも１種のフ
ロン化合物とからなる冷媒に係る。

本発明冷媒組成物は、(1)ペンタフルオロエタン９５〜
５重量％と(2)クロロテトラフルオロエタン、テトラフ
ルオロエタン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン
（フロン−１４２ｂ）及び１，１−ジフルオロエタン
（フロン−１５２ａ）からなる群から選ばれた少くとも
１種のフロン化合物５〜９５重量％とからなることが好
ましい。(1)のフロン−１２５と(2)のフロン化合物との
配合割合が、このような範囲内にある場合には、フロン
−１２５単独の場合に比して、成績係数の大幅な向上が
認められる。特に好ましい混合範囲は、フロン−１２５
とクロロテトラフルオロエタンとからなる冷媒では、前
者８０〜５重量％に対し後者２０〜９５重量％であり、
フロン−１２５とテトラフルオロエタンとからなる冷媒
では、前者６０〜５重量％に対し後者４０〜９５重量％
であり、フロン−１２５と１−クロロ−１，１−ジフル
オロエタンとからなる冷媒では、前者８５〜５重量％に
対し後者１５〜９５重量％であり、フロン−１２５と
１，１−ジフルオロエタンとからなる冷媒では、前者７
０〜５重量％に対し後者３０〜９５重量％である。

本発明において使用するクロロテトラフルオロエタンと
しては、２−クロロ−１，１，１，２−テトラフルオロ
エタン（フロン−１２４）及び１−クロロ−１，１，
２，２−テトラフルオロエタン（フロン−１２４ａ）が
挙げられ、テトラフルオロエタとしては、１，１，１，
２−テトラフルオロエタン（フロン−１３４ａ）及び
１，１，２，２−テトラフルオロエタン（フロン−１３
４）か挙げられる。フロン−１２４とフロン−１２４ａ
とは、本発明組成物中で同等の効果を発揮するので、相
互に転換又は混用可能であり、またフロン−１３４ａと
フロン−１３４についても同様である。

発明の作用及び効果 本発明の冷媒は、比熱比がフロン−２２よりも小さく、
圧縮機の吐出ガス温度がフロン−２２よりも低いので、
例えば、ヒートポンプ式冷暖房機のような比較的温度の
高い冷凍サイクル用の媒体としても、好適である。

本発明組成物は、非共沸組成物としての特徴を利用する
ことができる。一般に、単一化合物及び共沸組成物で
は、蒸発器における蒸発温度は、蒸発が定圧下に行われ
るために、一定であるが、非共沸組成物では、蒸発器入
口で低温となり、蒸発器出口で高温となる。一方、被冷
却流体は、蒸発器での冷媒の流れと向流方向に熱交換す
るように流されるので、冷媒の蒸発温度が一定であって
も、流れに沿って温度勾配を有する。すなわち、蒸発器
内では、冷媒と被冷却流体との温度差は、被冷却流体が
進むにしたがって、小さくなる。本発明による組成物を
使用する場合には、蒸発器内での被冷却流体の温度勾配
に近付けることが可能となり、冷凍の効率、即ち成績係
数を高めることができる。

実施例 以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。

実施例１〜６及び比較例１ フロン−１２５とフロン−１２４とを第１表に示す種々
の割合（重量比）で混合し、冷媒とした。

１馬力の冷凍機において、凝縮器における冷媒の凝縮開
始温度を５０℃、蒸発器入口における冷媒の温度温度を
０℃、蒸発器過熱度を５℃とし、第１表に示す組成の冷
媒を使用して、運転を行った。第１表に最高蒸発温度
（℃）、冷凍能力（kcal／m³）、成績係数及び圧縮機吐
出温度（℃）を併記する。

尚、第１表には、フロン−１２５のみを使用する場合
（比較例１）の結果を合わせて示す。

また、第１図には、フロン−１２５とフロン−１２４と
の組成比と成績係数（曲線Ａ）との関係を表すグラフを
示す。

第１表及び第１図に示す結果から、本発明冷媒の優れた
特性が明らかである。

実施例７〜１２ フロン−１２５とフロン−１３４ａとを第２表に示す種
々の割合（重量比）で混合して得た冷媒を使用する以外
は、実施例１〜６と同様にして、夫々の特性を調べた。

第２表に各冷媒の最高蒸発温度（℃）、冷凍能力（kcal
／m³）、成績係数及び圧縮機吐出温度（℃）を併記す
る。

また、第２図には、フロン−１２５とフロン−１３４ａ
との組成比と成績係数（曲線Ｂ）との関係を表わすグラ
フを示す。

実施例１３〜１８ フロン−１２５とフロン−１４２ｂとを第３表に示す種
々の割合（重量比）で混合して得た冷媒を使用する以外
は、実施例１〜６と同様にして、夫々の特性を調べた。

第３表に各冷媒の最高蒸発温度（℃）、冷凍能力（kcal
／m³）、成績係数及び圧縮機吐出温度（℃）を併記す
る。

また、第３図には、フロン−１２５とフロン−１４２ｂ
との組成比と成績係数（曲線Ｃ）との関係を表すグラフ
を示す。

実施例１９〜２４ フロン−１２５とフロン−１５２ａとを第４表に示す種
々の割合（重量比）で混合して得た冷媒を使用する以外
は、実施例１〜６と同様にして、夫々の特性を調べた。

第４表に各冷媒の最高蒸発温度（℃）、冷凍能力（kcal
／m³）、成績係数及び圧縮機吐出温度（℃）を併記す
る。

また、第４図には、フロン−１２５とフロン−１５２ａ
との組成比を成績係数（曲線Ｄ）との関係を表すグラフ
を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明冷媒の性能を示すグラフで
ある。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(1)ペンタフルオロエタンと(2)クロロテト
   ラフルオロエタン、テトラフルオロエタン、１−クロロ
   −１，１−ジフルオロエタン及び１，１−ジフルオロエ
   タンからなる群から選ばれた少くとも１種のフロン化合
   物とからなる冷媒。
2. 【請求項２】(1)ペンタフルオロエタン９５〜５重量％
   と(2)クロロテトラフルオロエタン、テトラフルオロエ
   タン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン及び１，
   １−ジフルオロエタンからなる群から選ばれた少くとも
   １種のフロン化合物５〜９５重量％とからなる特許請求
   の範囲第１項に記載の冷媒。
3. 【請求項３】ペンタフルオロエタン８０〜５重量％とク
   ロロテトラフルオロエタン２０〜９５重量％とからなる
   特許請求の範囲第２項に記載の冷媒。
4. 【請求項４】ペンタフルオロエタン６０〜５重量％とテ
   トラフルオロエタン４０〜９５重量％とからなる特許請
   求の範囲第２項に記載の冷媒。
5. 【請求項５】ペンタフルオロエタン８５〜５重量％と１
   −クロロ−１，１−ジフルオロエタン１５〜９５重量％
   とからなる特許請求の範囲第２項に記載の冷媒。
6. 【請求項６】ペンタフルオロエタン７０〜５重量％と
   １，１−ジフルオロエタン３０〜９５重量％とからなる
   特許請求の範囲第２項に記載の冷媒。